// 给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

// 百度百科中最近公共祖先的定义为：“对于有根树 T 的两个结点 p、q，最近公共祖先表示为一个结点 x，满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（一个节点也可以是它自己的祖先）。”

// 例如，给定如下二叉树:  root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]



//  

// 示例 1:

// 输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
// 输出: 3
// 解释: 节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3。
// 示例 2:

// 输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
// 输出: 5
// 解释: 节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。
//  

// 说明:

// 所有节点的值都是唯一的。
// p、q 为不同节点且均存在于给定的二叉树中。

#include "stdc++.h"

// Definition for a binary tree node.
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};

/* 递归
*/
class Solution {
private:
    TreeNode* res{nullptr};
public:
    TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
        dfs(root, p, q);
        return res;
    }
    bool dfs(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
        if (root == nullptr) {
            return false;
        }
        bool leftSon = dfs(root->left, p, q);
        bool rightSon = dfs(root->right, p, q);
        if ((leftSon != false && rightSon != false) ||
            ((root->val == p->val || root->val == q->val) && (leftSon != false || rightSon != false))) {
            res = root;
        }
        return leftSon != false || rightSon != false || (root->val == p->val || root->val == q->val);
    }
};

/* 存储父节点
哈希表
所有节点的值是唯一的
*/
class Solution {
private:
    unordered_map<int, TreeNode*> fatherHash{};
    unordered_map<int, bool> visited{};
public:
    void dfs(TreeNode* root) {
        if (root->left != nullptr) {
            fatherHash[root->left->val] = root;
            dfs(root->left);
        }
        if (root->right != nullptr) {
            fatherHash[root->right->val] = root;
            dfs(root->right);
        }
    }
    TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
        fatherHash[root->val] = nullptr;
        dfs(root); // 建立父节点哈希表
        while (p != nullptr) {
            visited[p->val] = true;
            p = fatherHash[p->val];
        }
        while (q != nullptr) {
            if (visited[q->val] != false) {
                return q;
            }
            q = fatherHash[q->val];
        }
        return nullptr;
    }
};